專利名稱：站臺中轉(zhuǎn)控制計算機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種對礦井軌道運輸機(jī)車進(jìn)行控制的專用計算機(jī)，站臺中轉(zhuǎn)控制計算機(jī)。
隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對煤炭的需求量愈來愈大，處于煤炭生產(chǎn)一線的礦井，通常都是使用軌道機(jī)車來運送煤炭，目前，礦井運輸了事故占了煤炭生產(chǎn)中事故總數(shù)的40％，因此，將現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)用來對礦井軌道運輸機(jī)車進(jìn)行控制，提高安全性及運輸效率，就變得十分迫切了。然而，由于轉(zhuǎn)道運輸機(jī)車是一個運動中的物體，控制計算機(jī)與被控機(jī)車之間必須采用無線通訊方式進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，而發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的發(fā)射電磁場對計算機(jī)的工作產(chǎn)生較大的干擾，并且礦井是一個相對封閉的系統(tǒng)，礦井中的高壓電纜也會產(chǎn)生電磁輻射干擾計算機(jī)的工作，從而使得一般的計算機(jī)無法適應(yīng)井下的工作環(huán)境。
本實用新型的目的就是要研制一種具有較強(qiáng)的抗電磁輻射干擾，較高可靠性，能夠與上一級主控制計算機(jī)及裝在軌道機(jī)車的車載計算機(jī)聯(lián)絡(luò)，對機(jī)車進(jìn)行控制及調(diào)度的專用計算機(jī)。
本實用新型提出的站臺中轉(zhuǎn)控制計算機(jī)由機(jī)殼及裝在機(jī)殼內(nèi)的微處理器系統(tǒng)，信號轉(zhuǎn)換電路、接口電路及信號發(fā)送電路幾部份構(gòu)成。信號轉(zhuǎn)換電路由光電轉(zhuǎn)換器A、光通道、光電轉(zhuǎn)換器B組成(如

圖1所示)，光電轉(zhuǎn)換器A的一端與微處理器系統(tǒng)、接口電路中的語言通道及FSK調(diào)制解調(diào)器B相連接，另一端經(jīng)光通道與光電轉(zhuǎn)換器B連通，光電轉(zhuǎn)換器B的另一端與信號發(fā)送電絡(luò)連接，接口電路由搖控中斷解碼器、遙控復(fù)位信號解碼器，F(xiàn)SK調(diào)制解調(diào)器、語言通道開關(guān)及語言通道幾部份組成，解碼器、調(diào)制解調(diào)器A及語言通道開關(guān)的一端經(jīng)一變壓器與電活線連接，另一端與微處理器系統(tǒng)連接；信號發(fā)送電路由一對講機(jī)及感應(yīng)天線構(gòu)成，該對講機(jī)與光電轉(zhuǎn)換器B連接，微處理器系統(tǒng)由8031單片機(jī)、鎖存器及存有對機(jī)車進(jìn)行巡檢、調(diào)度和控制的程序及本機(jī)自檢程序的內(nèi)存ROM以及一端與8031單片機(jī)的的P1.4口相連，另一端與RST端口相連的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器構(gòu)成。信號轉(zhuǎn)換電路有7個獨立的光通道，包括用來向?qū)χv機(jī)傳送報文的光通道(1)，用來傳送控制對講機(jī)發(fā)射機(jī)電源控制信號的光通道(5)，用來傳送控制對講機(jī)接收機(jī)電源控制信號的光通道(4)，8031單片機(jī)的P1.2口與光電轉(zhuǎn)換器A中的模擬開關(guān)10及22相連，P1.3口與模擬開關(guān)19相連(如圖2所示)。
站臺中傳控制計算機(jī)的工作原理是這樣的，加電初始化后，該計算機(jī)打開數(shù)據(jù)通道，將串行通訊口轉(zhuǎn)向上一級主控計算機(jī)，主控計算機(jī)從電話線來的信號通過變壓器后分4路第1路到搖控中斷解碼器，若是遙控中斷信號，則使計算機(jī)產(chǎn)生中斷，第2路到搖控復(fù)位信號解碼器，若是遙控復(fù)位信號，則對微處理器系統(tǒng)復(fù)位。第3路徑FSK調(diào)制解調(diào)器A后到微處理器系統(tǒng)的串行通訊口，如果是發(fā)給計算機(jī)的報文，則計算機(jī)接收報文后進(jìn)行處理，對軌道機(jī)車進(jìn)行控制，巡檢和調(diào)度或者查本機(jī)是否有故障，處理后又通過FSK調(diào)制解調(diào)器A將執(zhí)行的結(jié)果發(fā)回主控計算機(jī)，如果該報文 是要求站臺計算機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)給裝在軌道機(jī)車上的車載計算機(jī)，則站臺機(jī)將報文經(jīng)FSK調(diào)制解調(diào)器送到光電轉(zhuǎn)換器A，經(jīng)光通道光電轉(zhuǎn)換器B輸入到對講機(jī)發(fā)射機(jī)的輸入端，另外，微處理器送去一個信號到光電轉(zhuǎn)換器A經(jīng)光通道到光電轉(zhuǎn)換器B后將對講機(jī)的發(fā)射機(jī)電源接通，則FSK移頻鍵控信號由對講機(jī)調(diào)制后發(fā)射出，報文發(fā)完后，微處理器將對講機(jī)發(fā)射機(jī)關(guān)閉，并打開對講機(jī)的接收機(jī)，對講機(jī)收到車載計算機(jī)的信號經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器B，光通道及光電轉(zhuǎn)換器A進(jìn)入FSK調(diào)制解調(diào)器B，經(jīng)解調(diào)后進(jìn)入微處理器，微處理器收到報文后，將此報文送入FSK調(diào)制解調(diào)器A調(diào)制后經(jīng)變壓器送入電話線。如果主控機(jī)發(fā)來的報文是要求微處理器打開語言通道(第4路信號)，則微處理器先向車 載計算機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)主控計算機(jī)的命令，并等待接收車載機(jī)的回文，若車載機(jī)已打開語言通道，則本站臺計算機(jī)將語言通道打開，并發(fā)報文告訴主控計算機(jī)，語言通道路徑包括電話線、變壓器、語言通道、光電轉(zhuǎn)換器A、光通道、光電轉(zhuǎn)換器B和對講機(jī)。
站臺中轉(zhuǎn)控制計算機(jī)由于在內(nèi)部電路中設(shè)計了光電轉(zhuǎn)換電路，使用紅外光通訊有效地解決了發(fā)射機(jī)發(fā)射電磁場及礦井內(nèi)其它電磁輻射對計算機(jī)的干擾問題，從而使該機(jī)具備了較好的抗干擾性及較高的可靠性，能夠適應(yīng)井下的工作環(huán)境，該機(jī)可與上位主控計算機(jī)(以下簡稱上位機(jī))之間通過電話線進(jìn)行單工移頻鍵控通訊，與車載計算機(jī)之間采用感應(yīng)無線通訊，從而使得站臺計算機(jī)可以根據(jù)主控計算機(jī)的命令在該站臺計算機(jī)無線感應(yīng)通訊的有效復(fù)蓋范圍內(nèi)對運行的機(jī)車進(jìn)行遙測、遙控及調(diào)度。
本實用新型的一個實施例，電路原理如圖2所示電路包括變壓器1、解碼器2(LM567)，放大器3(LM324)，模擬開關(guān)4(CD4066)，解調(diào)器5(XR2211)，調(diào)制器6(XR2206)，模擬開關(guān)7(CD4066)，放大器8(LM386)，模擬開關(guān)14(CD4066)，放大器15(LM386)，放大器16(LM386)，模擬開關(guān)17(4066)，反相器18，模擬開關(guān)19(CD4066)，反相器20，模擬開關(guān)21(CD4066)，模擬開關(guān)22(CD4066)，反相器23，模擬開關(guān)24(CD4066)反相器25，鎖存器26(74LS373)，ROM27(2732)，單片機(jī)28(8031)，對講機(jī)29(K870)，變壓器30，光通通31，模擬開關(guān)32，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器33，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器34(74123)，反相器35，解碼器36(LM567)，所有的反相器都可用硅三極管9014組成。為了更好地表明光通道結(jié)構(gòu)，畫出了光通道的剖面圖，光通道31由7個互相獨立的光路組成。
本計算機(jī)采用8031單片機(jī)作微處理器，8031單片機(jī)P1的I／O口線功能作如下安排P1.7做輸出口，用來控制語言通道和數(shù)字通道的轉(zhuǎn)換P1.7＝1則打開數(shù)據(jù)通道，關(guān)閉語言通道。P1.7＝0，則關(guān)閉數(shù)據(jù)通道打開語言通道。
P1.6做輸出口，用來控制放大器8的電源。P1.6＝0，模擬開關(guān)32接通，放大器8被加上電源，P1.6＝1模擬開關(guān)32斷開，則切斷放大器8的電源。
P1.5做輸出口，用來控制模擬開關(guān)4，模擬開關(guān)7，摸擬開關(guān)9和摸擬開關(guān)14，當(dāng)模擬開關(guān)控制端為1時模擬開關(guān)接通，反之?dāng)嚅_。P1.5＝1時接通模擬開關(guān)4，模擬開關(guān)7，斷開模擬開關(guān)9和模擬開關(guān)14，P1.5＝0時，斷開模擬開關(guān)4和模擬開關(guān)7，接通模擬開關(guān)9和模擬開關(guān)14。
P1.4做輸出口，程序安排每隔2秒輸出一個正脈沖和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器33單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器34組成程序故障自恢復(fù)電路。
P1.3做輸出口，用來控制對講機(jī)的接收機(jī)電源，P1.3＝1則合上對講機(jī)29的接收機(jī)電源，P1.3＝0則切斷對講機(jī)29的接收機(jī)電源。
P1.2用做輸出口，用來控制對講機(jī)的發(fā)射機(jī)電源，P1.2＝1、則合上對講機(jī)29的發(fā)射機(jī)電源，P1.2＝0則切斷對講機(jī)29的發(fā)射機(jī)電源。
P1.1用做輸入口，用來檢測對講機(jī)29的發(fā)射機(jī)電源是否加上，P1.1＝0表示對講機(jī)29的發(fā)射電源未加上，P1.1表示對講機(jī)29的發(fā)射電源已加上。
P1.0用做輸入口，用來檢測對講機(jī)29的接收機(jī)電源是否加上，P1.0＝1，表示對講機(jī)29的接收機(jī)電源已加上，P1.0＝0，表示對講機(jī)29的接收機(jī)電源未加上。
工作過程站臺中轉(zhuǎn)控制計算機(jī)加電初始化后，數(shù)據(jù)OE3H送P1口，此時因P1.2＝0、P1.3＝0，所以對講機(jī)29未加電源，對計算機(jī)29不工作，變壓器30無輸入到C點的信號。又因P1.6＝1，所以模擬開關(guān)32被斷開，放大器8無電源，所以放大器8沒有輸出信號，只有電話線上的信號可以通過變壓器1到達(dá)C點。由于P1.7＝1，所以繼電器JD不動作，來自電話線的信號到達(dá)C點后，進(jìn)入解碼器2，如果該信號是復(fù)位信號，則可通過解碼器使8031單片機(jī)復(fù)位，如果不是復(fù)位信號則通過放大器3和模擬開關(guān)4(由于P1.5＝1，所以模擬開關(guān)4合上)到達(dá)解調(diào)器5，被解調(diào)器5解調(diào)后送入8031的串行口RXD，每個站臺機(jī)都有自已的特定編號如果報文是發(fā)給此站臺機(jī)的，則該站臺機(jī)將接收此報文。收到報文后、則檢查報文是否正確、不正確則繼續(xù)接收報文，如果收到了正確的報文則查是否是要求本站臺機(jī)執(zhí)行區(qū)域調(diào)度和控制，如果是則對機(jī)車進(jìn)行巡檢，調(diào)度和控制，然后查有、否1NT1中斷，若有則退出巡檢和調(diào)度控制，繼續(xù)接收上位機(jī)報文，若沒有中斷信號則繼續(xù)執(zhí)行調(diào)度控制任務(wù)；如果該報文是要求站臺機(jī)查故障，則進(jìn)入查故障，查完故障則進(jìn)入向上位機(jī)匯報執(zhí)行結(jié)果，匯報完又返回到接收上位機(jī)報文；否則向車載機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)上位機(jī)命令，然后等待接收車載機(jī)回文，并向上位機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)回文。
本計算機(jī)的各項功能是通過軟件的執(zhí)行來實現(xiàn)的，下面結(jié)合對這些功能作一說明查故障就是自檢RAM、ROM是否出現(xiàn)故障，并查對講機(jī)29的收發(fā)電源是否能被正確控制，使P1.2＝1，則模擬開關(guān)22合上，＋12V電壓經(jīng)模擬開關(guān)22，被電阻限流后加到紅外線反射管上，紅外光線經(jīng)光路5傳到另一端的紅外線接收管上，經(jīng)反相器23反相后成高電平，將模擬開關(guān)24接通則＋12V電源加到對講機(jī)29的發(fā)射機(jī)上，另一方面此發(fā)射機(jī)電源又經(jīng)限流電阻加到光路(6)的發(fā)射管上，該發(fā)射管發(fā)出的光經(jīng)光路(6)傳到另一端的紅外接收管上，此信號經(jīng)反相器25后成高電平信號加到P1.1。所以使P1.2＝1，然后從P1.1輸入狀態(tài)可以查出對講機(jī)29的發(fā)射機(jī)是否已加上電源；同理，使P1.3＝1，然后從P1.0的輸入狀態(tài)可以查出對講機(jī)29的接收機(jī)是否已加上電源。站臺機(jī)檢查完后根據(jù)檢查結(jié)果編寫報文發(fā)給上位機(jī)。
站臺機(jī)要向上位機(jī)匯報執(zhí)行結(jié)果時，電路的工作過程站臺機(jī)軟件首先將OA3H送P1口，由于P1.6＝0，則模擬開關(guān)32接通，＋12V電源經(jīng)模擬開關(guān)32加到放大器8上同時P1.5＝1，模擬開關(guān)7合上，TXD發(fā)出的數(shù)據(jù)信號經(jīng)調(diào)制器6被調(diào)制成f1＝2.5KHZ和f2＝4.1KHZ的移頻鍵控信號經(jīng)過模擬開關(guān)7和放大器8放大后從變壓器1送入電話線。
站臺機(jī)向車載機(jī)發(fā)報文時，接口電路的工作過程是站臺機(jī)軟件首先將0C7H送P1口，則P1.7＝1，打開數(shù)據(jù)通道，P1.6＝1關(guān)閉放大器8；P1.5＝0，則TXD輸出的信號經(jīng)調(diào)制器6后可通過模擬開關(guān)9進(jìn)入模擬開關(guān)10，由于P1.2＝1，所以模擬開關(guān)10合上，調(diào)制信號經(jīng)模擬開關(guān)10輸 出到達(dá)光路(1)的紅外線發(fā)射管。經(jīng)光路(1)到達(dá)紅外線接收管，經(jīng)紅外線接收管轉(zhuǎn)換后送入放大器16，從放器16出來送到對講機(jī)發(fā)射。發(fā)完后站臺機(jī)軟件將OCBH送入P1口，對講機(jī)轉(zhuǎn)入接收車載機(jī)發(fā)回的報文，接收到的報文經(jīng)模擬開關(guān)17送入光路2的紅外發(fā)射管，轉(zhuǎn)換成光信號經(jīng)光路2到達(dá)另一端的紅外接收管，經(jīng)紅外接收管轉(zhuǎn)換成電信號，再經(jīng)放大器15放大后經(jīng)JD－2常閉觸點進(jìn)入模擬開關(guān)14，解調(diào)器5到微處理器8031的串行通訊口RXD。
權(quán)利要求1.站臺中轉(zhuǎn)控制計算機(jī)，由機(jī)殼及裝在機(jī)殼內(nèi)的微處理器系統(tǒng)、信號轉(zhuǎn)換電路、接口電路及信號發(fā)送電路幾部份組成，其特征在于信號轉(zhuǎn)換電路由光電轉(zhuǎn)換器A、光通道及光電轉(zhuǎn)換器B組成，光電轉(zhuǎn)換器A的一端與微處理器系統(tǒng)、接口電路中的語言通道及FSK調(diào)制解調(diào)器B相連接，另一端經(jīng)光通道與光電轉(zhuǎn)換器B連通，光電轉(zhuǎn)換器B的另一端與信號發(fā)送電路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機(jī)，其特征在于接口電路由遙控中斷解碼器，遙控復(fù)位信號解碼器、FSK調(diào)制解調(diào)器、語言通道開關(guān)及語言通道幾部份組成，解碼器、調(diào)制解調(diào)器A及語言通道的一端經(jīng)一變壓器與電話線連接，另一端與微處理器系統(tǒng)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機(jī)，其特征在于信號發(fā)送電路由一對講機(jī)及感應(yīng)天線構(gòu)成，該對講機(jī)與光電轉(zhuǎn)換器B連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機(jī)，其特征在于微處理器系統(tǒng)由8031單片機(jī)、鎖存器及存有對機(jī)車進(jìn)行巡檢、調(diào)度和控制的程序及本機(jī)自檢程序的內(nèi)存ROM以及一端與8031單片機(jī)P1.4口相連，另一端與RST端口相連的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、3所述的計算機(jī)，其特征在于有7個獨立的光通道，包括用來向?qū)χv機(jī)傳送報文的光通道(1)，用來傳送控制對講機(jī)發(fā)射機(jī)電源控制信號的光通道(5)，用來傳送控制對講機(jī)接收機(jī)電源控制信號的光通道(4)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、4所述的計算機(jī)，其特征在于8031單片機(jī)的P1.2口與光電轉(zhuǎn)換器A中的模擬開關(guān)10及22相連，P1.3口與模擬開關(guān)19相連。
專利摘要站臺中轉(zhuǎn)控制計算機(jī)是一種用于對礦井軌道機(jī)車進(jìn)行控制的專用計算機(jī)，這種計算機(jī)的特點在于內(nèi)部采用了光電轉(zhuǎn)換電路，利用紅外光通訊來排除電磁輻射對計算機(jī)的干擾，可通過電話與上一級主控計算機(jī)通訊，通過對講機(jī)與下一級安裝在機(jī)車上的車載計算機(jī)進(jìn)行無線通訊，從而對軌道機(jī)車進(jìn)行控制和調(diào)度，具有很好的抗干擾性和較高的可靠性。
文檔編號H04M11/00GK2132360SQ9222983
公開日1993年5月5日 申請日期1992年8月7日 優(yōu)先權(quán)日1992年8月7日
發(fā)明者劉宜鳳, 李建國, 胡飛, 何雄輝, 李菊華, 唐宇輝, 洪煜 申請人:云南省設(shè)計院, 昆明微機(jī)自控研究所